[发明专利]有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统及方法

权利要求书

1.一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：其包括气体净化装置一、气体压缩装置、有机液体储氢介质加氢装置、有机液体储氢介质储罐、富氢储氢介质储罐、富氢储氢介质脱氢装置及气体净化装置二，其中：

所述的气体净化装置一的入口连接工业粗氢氢源，气体净化装置的出口连接所述的气体压缩装置的入口；

所述的有机液体储氢介质加氢装置设置有两个入口，其中一个入口与所述的气体压缩装置的出口连接，另一个入口与所述的有机液体储氢介质储罐的出口连接，所述的有机液体储氢介质加氢装置的出口与所述的富氢储氢介质储罐的入口连接，；

所述的富氢储氢介质储罐的出口与所述的富氢储氢介质脱氢装置的入口连接；所述的富氢储氢介质脱氢装置设置有两个出口，其中一个出口与所述的有机液体储氢介质储罐连接，另一个出口输出氢气一；

所述的氢气一经所述的气体净化装置二的入口进入气体净化装置二，经所述的气体净化装置二的出口输出高纯氢。

2.根据权利要求1所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的工业粗氢氢源为专用制氢工艺氢源或工业副产氢源，其原始氢气体积百分含量不高于95％。

3.根据权利要求1所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的气体净化装置一、气体净化装置二的出口处氢气的体积百分含量均高于各自装置入口处的氢气的体积百分含量。

4.根据权利要求1所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：有机液体储氢介质加氢装置中，有机液体储氢介质为甲苯、N-乙基咔唑、N-丙基咔唑、N-甲基吲哚、苄基甲苯、二苄基甲苯中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的有机液体储氢介质加氢装置、富氢储氢介质脱氢装置均为反应原料连续输入、反应产物连续输出的装置。

6.根据权利要求5所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的有机液体储氢介质加氢装置中装填有具有加氢活性的加氢催化剂，所述的加氢催化剂由活性组分和载体构成，其中，活性组分为Ru、Ni、Rh、Pt、Pd、Mo、Ag、LaNi₅、YH₃中的一种或几种，载体为碳、石墨烯、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、g-C₃N₄、沸石、碳化钼、碳化硅、氮化硼中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的有机液体储氢介质加氢装置中，催化加氢的反应温度为80-250℃，反应压力为0.5-12MPa。

8.根据权利要求5所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：所述的富氢储氢介质脱氢装置中装填有具有脱氢活性的脱氢催化剂，所述的脱氢催化剂由活性组分和载体构成，其中，活性组分为Pt、PtO₂、Pd、PdO、Ru、Ni、镍氧化物、Rh、Cu、铜氧化物、Co、Mo、Au中的一种或几种，载体为碳、石墨烯、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、g-C₃N₄、沸石、碳化钼、碳化硅、氮化硼中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，其特征在于：富氢储氢介质脱氢装置中，催化脱氢的反应温度为100-450℃，反应压力为0.005-0.5MPa。

10.一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢方法，其特征在于：其采用权利要求1～9任一项所述的一种基于有机液体储氢介质和工业粗氢氢源的储放氢系统，所述的方法依次包括以下步骤：

S1、将工业粗氢氢源通入气体净化装置一对其进行初步净化的步骤；

S2、将初步净化后的氢源通入气体压缩装置对其进行压缩的步骤；

S3、将有机液体储氢介质加氢装置预热至反应所需温度后，将经压缩后的氢源通入预热好的有机液体储氢介质加氢装置中进行催化加氢的步骤；

S4、将步骤S3催化加氢后的物料送入富氢储氢介质储罐的步骤；

S5、对富氢储氢介质脱氢装置进行预热，达到脱氢反应温度后，将富氢储氢介质储罐中的物料送入富氢储氢介质脱氢装置进行脱氢的步骤；

S6、经过富氢储氢介质脱氢装置后，氢气一从其中一个出口排出，另一部分产物进入有机液体储氢介质储罐中的步骤；

S7、将步骤S6所得氢气一通入气体净化装置二进行净化的步骤，经气体净化装置净化后输出高纯氢的步骤。